论文总字数：18244字

摘 要

ZnO纳米材料因其优异的光学、电学特性，近些年成为纳米光电器件领域的研究热点。一维ZnO纳米棒阵列薄膜在新型太阳能电池、压电转换、传感器等领域都有着广阔的应用前景。如果将ZnO薄膜或者ZnO纳米棒阵列与柔性衬底结合起来，将有望开辟ZnO基半导体器件应用的新领域。制备ZnO薄膜或者ZnO纳米棒阵列的方法很多，其中溶液化学的方法具有工艺过程简单、成本低、易于掺杂、不需要专用设备等优点，具有非常诱人的应用前景。

本文利用低温化学水浴法在预先制备的ZnO/PI薄膜衬底上生长ZnO纳米棒阵列。通过锌浓度测定仪、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等仪器考察SDS、SDS浓度以及水浴浓度对ZnO纳米棒阵列生长的影响，得出最佳生长条件。

关键词：PI薄膜；ZnO纳米棒阵列；SDS；低温化学水浴

ABSTRACT

ZnO nanostructure films have been attracting considerable attentionsowing to their excellent optical and electrical properties as well as promising applications in optoelectronic devices.ZnOnanorod arrays has been widely. Preparing ZnO thin films and ZnOnanorod arrays on flexibl substrate would open a new field in ZnOdevice applies.ZnO thin films or ZnOnanorod arrays could be prepared in many ways, and Aqueous Chemical Growth（ACO) has a very attractive prospect with advantages such as simple process, low cost, easy-to-doping and needless of special equipment.

In this paper, we use of pre-prepared low-temperature chemical bath deposition of ZnOnanorod arrays grown on ZnO / PI film substrate. By the zinc concentration detector, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) and other equipment inspection SDS, SDS concentration and bath concentration on the growth of ZnOnanorod arrays on, reach zhe conclusion of best growth conditions

KEYWORDS:PI film;ZnOnanorodarrays;SDS;low-temperatureChemical baths

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章文献综述 1

1.1 ZnO简介 1

1.1.1引言 1

1.1.2 ZnO基本性质 2

1.1.3 ZnO 晶体结构 3

1.2聚酰亚胺的概述 4

1.2.3聚酰亚胺薄膜的表面改性 5

1.3 ZnO薄膜概述 5

1.3.1 ZnO 薄膜的特性和应用 5

1.3.2 柔性衬底ZnO薄膜的研究进展 6

1.4 ZnO纳米棒阵列概述 8

1.4.1 ZnO 纳米棒阵列的特性与应用 8

1.4.2 柔性衬底ZnO纳米棒阵列的研究进展 10

1.5 本文的研究目的与意义 10

第二章主要的实验过程及仪器 12

2.1实验试剂及仪器设备 12

2.1.1实验试剂 12

2.1.2分析仪器 13

2.2实验步骤 13

2.2.1制备ZnO晶种膜 13

2.2.2ZnO纳米棒阵列的制备 13

第三章结果与讨论 15

3.1 SDS对ZnO纳米棒阵列生长的影响 15

3.2 SDS与Zn(Ac)2反应的最佳浓度 16

3.3 水浴反应Zn离子浓度对ZnO纳米棒阵列生长的影响 17

3.4本章小结 19

第四章结论与展望 20

参考文献 21

致谢 23

第一章文献综述

1.1 ZnO简介

1.1.1引言

信息、能源和材料是新技术革命的先导，半导体材料是支撑现代信息社会的基石，也是新能源利用和开发的重要基础。从最早的锗（Ge）开始，半导体材料在近几十年历史中，从窄禁带到宽禁带，从红外到紫外，已经经过了三代发展。近年来以ZnO、GaN、AIN、SiC、为代表的第三代半导体材料（宽禁带半导体材料）以其禁带宽度大、抗辐射能力强、击穿电场高、耐高温、热导率高、毒性小等众多优点显示出更加广阔的应用前景。与第一代（Ge、Si）、第二代半导体（GaP、GaAs等）相比，第三代半导体材料在光电子器件等领域拥有更大的发展空间。目前在对于第三代半导体材料的研究中比广泛与较成熟的是氮化镓（GaN）基材料，目前广泛应用于发光器件领域，因为通过对其进行掺杂能实现从红外到紫外的光谱范围的发光。虽然GaN以其种种优势在发光器件领域中己经是一种很有竞争力的材料，但由于GaN原材料价格昂贵且制备工艺复杂，在实际应用中受到了较大的制约。ZnO作为一种新型的直接带隙宽禁带半导体材料可以具有多种的纳米结构^[1]，与GaN相比ZnO具有更大的激子束缚能，和更高的熔点，但有着相似的禁带宽度和晶格结构，两者可以互为缓冲层制造各种结构与器件，这更加拓宽了两者的用途，不仅如此ZnO还具有原料丰富廉价、制备技术简单等优点，因此，ZnO被认为是替代GaN的理想材料材料而成为现代科学技术研究的热点之一。

纳米科学技术(NaaoScienc七and Technology,Nano ST)是80年代末期诞生并正在崛起的新科技，被认为是21世纪头等重要的科学技术。纳米材料是指在结构上具有纳米尺度调制特征的材料，纳米尺度一般是指l～lOOnm。纳米材料又称纳米结构材料，是指三维空间尺寸中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。纳米材料按照基本单元的空间维数可以分为零维、一维和二维纳米材料，即载流子在纳米结构中的输运仅仅被允许在零维、一维或者二维方向上进行，所以零维、一维和二维纳米材料又分别被称为量子点、量子线和量子阱，空间维数就是指载流子未被约束的自由度。纳米材料所表现出的表面与界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电限域效应等纳米效应，使纳米材料具有比体材料更优越的光、电、磁、热、敏感特性以及物理机械特性，使其具有广阔的应用前景，对其特殊性质的应用研究已成为科学研究的热点。现如今纳米科学技术正在改变着每一种人造物体的特性，材料性能的重大改进以及制造方式的重大变化，将在新世纪引起一场新的工业革命^[2-4]。

ZnO纳米材料制作发光材料元器件在近来有着相当大的发展。

1.1.2 ZnO基本性质

氧化锌是由II-VI族元素组成的化合物，无毒、无臭、无味、无砂性，系两性氧化物。它在水溶液中的溶解度很低，但易溶于酸和强碱等溶剂。在通常情况下，氧化锌被称作锌白(zinc white)，是一种白色的粉末，广泛应用于涂料等工业产品之中。从能带的角度来看，氧化锌又是一种宽禁带(3.37eV)直接带隙，具有压电和光电特性的半导体材料，属n型氧化物半导体，是近二十年来的研究热点。氧化锌晶体的一些物理常数如表1-1^[5,6]所示。

请支付后下载全文，论文总字数：18244字